一、方案背景

随着国内高速铁路网的不断扩展和完善以及市政工程的快速发展， 两者相互交叉的工程越来越多。运营的高速铁路对线路的平顺性要求非常高，下穿工程的安全、设计和施工要求高、难度大，在高速铁路滑坡、路桥下施工时会对高速铁路运营产生诸多不利影响，一旦发生事故，后果不堪设想，因此，要杜绝发生影响铁路安全运营的事件发生。为了避免或减小施工影响高速铁路运营，必须在施工前对影响工程进行分析和评估。而目前国内外尚无下穿高速铁路工程的技术规程指导工程设计、施工及监测，因此、山体边坡、下穿构筑物的建设及使用已成为影响高速铁路运营安全的主要因素之一。

二、系统组成

高速铁路桥梁变形监测、边坡监测包括墩台横向、纵向水平位移和竖向位移监测等内容。宜采用自动化监测方法，主要借助自动监测系统进 行实时在线监测，包含数据采集系统、数据通信系统和数据分析系统三大部分。可以把高速铁路GNSS位移变形监测系统分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。

感知层：实时感应高速铁路监测参数传感器的状态，如表面位移、深部位移、渗流量、降雨量、裂缝、支护结构、地下水位、土壤含水率、土压力、表面位移监测仪和视频监控摄像机等前端感知设备；

网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感应设备M21F2可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。

平台层：整合各层设备和系统功能，通过信号的连接，下发平台对前端感应器的命令，上传监测数据的采集、处理、存储和分析，实时联动前端各大监控设备。

应用层：开启信息发布途径，实时展示信息数据和预警信息。

三、系统功能

■24 小时实时监测：对铁路路基沉降、位移、变形、受力、环境、桥梁振动等全自动化在线监测，实时掌握铁路整体施工/运行的安全状态。

■多重分级预警：数据异常时，系统会触发相应三级报警机制，第一时间以短信、传真、广播等形式通知用户。

■应急预案处理：从专家库直接提取相应处理办法，及时采取人员介入、封锁铁路等办法，将安全隐患消除在萌芽状态。

■结构损伤机理研究：对结构损伤机理的宏观分析、结构变形及破坏趋势研究、归纳演绎。

■提供参考依据：监测数据的存储，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。

■行业规范标准形成：制定出适合结构健康监测的安全评价标准体系，形成行业标准规范。

四、云平台

云服务器部署在云端，采用B(浏览器)/S(服务器)模式，可以购买阿里云或者腾讯云服务，也可以自建服务器，硬件要求根据配隧道监测数量而定，高速铁路GNSS位移变形监测预警系统云平台由辰迈开发，具有完全自主知识产权，其主要功能是控制系统各个模块自动运行，接收、显示、保存、查询、打印报警信息，系统主要功能：铁路沉降监测管理功能、铁路监测地图信息、铁路监测传感器、系统设备信息、视频图像信息、预警信息查询、集成深部位移监测信息查询、发布信息设置、开放平台接口。

五、系统价值

高速铁路GNSS位移变形监测预警系统可用于实时在线监测铁路的各种需要监测的量值。铁路围岩地质条件复杂，施工环境恶劣，路基沉降、位移、变形、受力、环境、桥梁振动、传统人工检测手段难以全方位保证隧道安全。铁路在线监测系统，针对铁路全生命周期中的监测重难点问题，提供针对性的监测解决方案，数据传输到本地服务器，本地永久储存，数据实时查看监测，历史数据随时可查。数据上传云端永久备份，并且通过云端嵌入的学习算法和模型，对铁路的各项监测数据进行分析，综合评估铁路的健康状况，有效预警、防范和遏制重大事故发生，为用户组织抢险，疏散影响区域人群赢得时间，减少事故伤亡和财产损失，为隧道施工和运营的安全保驾护航。